还原剂箱及作业车辆的制作方法
还原剂箱及作业车辆的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种能提高至还原剂的热传递效率、且能在还原剂箱的高度方向上均匀地向还原剂进行热传递的还原剂箱。该还原剂箱包括：容器主体，该容器主体具有顶面及底面，并在顶面与底面之间构成用于储存还原剂的空间；热交换器(40)，该热交换器与还原剂进行热交换。热交换器(40)具有贯通部(51，61)、倾斜部(52)和倾斜部(62)。贯通部(51，61)贯通至容器主体的顶面并延伸到所述空间内。倾斜部(52)相对于贯通部(51，61)倾斜而向底面侧延伸。倾斜部(62)在贯通部(51，61)的延伸方向上在与倾斜部(52)不同的位置处相对于贯通部(51，61)倾斜而向底面侧延伸。
【专利说明】还原剂箱及作业车辆
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及还原剂箱及作业车辆。
【背景技术】
[0002]在液压挖掘机、推土机、轮式装载机等作业车辆中搭载有排气处理装置。作为排气处理装置，例如存在有柴油颗粒过滤装置(DPF)、柴油机氧化催化装置(DOC)及选择性催化还原装置(SCR)等。特别是，选择性还原催化装置还原排气中的氮氧化物以净化排气。该排气处理所利用的还原剂储存于还原剂箱中。
[0003]当还原剂在箱内冻结时，无法将还原剂供给至排气处理装置。因此，为了防止还原剂箱内的还原剂的冻结，提出有在还原剂箱内配置热交换器以对还原剂进行加热的技术。例如，在日本特开2010—71263号公报(专利文献I)中公开了一种尿素水溶液箱，在该尿素水溶液箱中，发动机冷却水从中流过用于加热尿素水溶液的冷却水管被构造成从封闭箱主体的顶面的开口的顶盖向下方垂下，并在箱主体的底部附近弯曲而水平地延伸，并到达折返部。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2010— 71263号公报
【发明内容】
[0007]要解决的技术问题
[0008]为了提高至还原剂的热传递效率，热交换器在还原剂箱内中优选具有长的路径长度以增大表面积。另外，优选在还原剂箱内将冻结了的还原剂均匀地解冻。
[0009]本发明是鉴于上述的问题而做成的，其主要的目的在于提供能提高至还原剂的热传递效率、且能在还原剂箱的高度方向上均匀地向还原剂进行热传递的还原剂箱。
[0010]技术方案
[0011]本发明的还原剂箱包括容器主体和热交换器。容器主体具有顶面及底面，并在顶面与底面之间构成用于储存还原剂的空间。热交换器与还原剂进行热交换。热交换器具有贯通部、第一倾斜部和第二倾斜部。贯通部贯通容器主体的顶面而向所述空间内延伸。第一倾斜部相对于贯通部倾斜而向底面侧延伸。第二倾斜部在贯通部的延伸方向上在与第一倾斜部不同的位置处相对于贯通部倾斜而向底面侧延伸。
[0012]需要说明的是，在本说明书中，将还原剂及还原剂的前驱体总称为“还原剂”。
[0013]根据本发明的还原剂箱，通过设置第一及第二倾斜部，从而热交换器的路径长度变长，热交换器的表面积增大。由于能增大从热交换器至还原剂的热传递面积，因此能提高至还原剂的热传递效率。通过将第一及第二倾斜部配置在沿贯通部的延伸方向的不同的位置处，从而使第一倾斜部进行散热的位置和第二倾斜部进行散热的位置在容器主体的高度方向上不同。因此，能降低在还原剂箱的高度方向上向还原剂进行热传递中的不均匀性，能在还原剂箱的高度方向上向还原剂均匀地进行热传递。
[0014]在上述的还原剂箱中，热交换器具有将热交换介质向容器主体内引导的第一管路和使热交换介质从容器主体流出的第二管路。第一管路包括第一倾斜部。第二管路包括第二倾斜部。这样，在俯视观察容器主体的情况下，也能使第一及第二倾斜部进行散热的位置不同，能更有效地降低向还原剂进行热传递中的不均匀性。
[0015]在上述的还原剂箱中，第一倾斜部配置成比第二倾斜部靠近顶面。还原剂箱还包括将储存于容器主体中的还原剂吸出的吸出配管。吸出配管具有沿第一管路延伸的部分。通过将第一倾斜部配置成比第二倾斜部靠近顶面，吸出配管能够沿着第一管路延伸长的距离，因此，能实现对吸出配管的解冻及防止吸出配管的冻结有利的还原剂箱。
[0016]在上述的还原剂箱中，第一倾斜部的位于远离贯通部一侧的端部配置成比第二倾斜部的位于接近贯通部一侧的端部靠近顶面。这样，能将第一及第二倾斜部配置为在还原剂箱的高度方向上不重叠，能使第一及第二倾斜部进行散热的位置彼此远离。因此，能更有效地降低向还原剂进行热传递中的不均匀性。
[0017]上述的还原剂箱还包括从容器主体的顶面朝向底面延伸的传感器单元。第一倾斜部与第二倾斜部中的至少一个随着远离贯通部而接近传感器单元。这样，能高效地向传感器单元及传感器单元周边的还原剂传递热量，从而能提高传感器单元对还原剂的状态的检测精度。
[0018]本发明的作业车辆包括发动机、通过还原反应对来自发动机的排气进行处理的排气处理装置、上述任一还原剂箱、和将从还原剂箱吸出的还原剂喷射至被引导至排气处理装置的排气的还原剂喷射装置。由此，能提供包括能提高至还原剂的热传递效率、且能向还原剂均匀地进行热传递的还原剂箱的作业车辆。
[0019]有益效果
[0020]如以上说明那样，根据本发明，能提高至还原剂的热传递效率，能降低在还原剂箱的高度方向上向还原剂进行热传递中的不均匀性。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是概略地表示本发明的一实施例中的作业车辆的结构的立体图。
[0022]图2是表示图1所示的作业车辆中的从回旋框架上的还原剂箱到排气处理单元的还原剂配管的路径的俯视图。
[0023]图3是示意性地表示图1所示的作业车辆中的还原剂的路径、热交换用的介质的路径及来自发动机的排气的排气路径的功能图。
[0024]图4是概略地表示还原剂箱的结构的立体图。
[0025]图5是概略地表示局部剖切的还原剂箱的局部剖切剖视图。
[0026]图6是表示还原剂箱的顶面的从下方观察到的立体图。
[0027]图7是放大表示还原剂箱的内部的热交换器的前端附近的立体图。
[0028]图8是表示具有吸出配管及传感器单元的热交换器的配置的立体图。
[0029]图9是表示由顶盖支承的热交换器的立体图。
[0030]图10是表示图9所示的顶盖及热交换器的俯视图。
[0031]图11是表示图9所示的顶盖及热交换器的侧视图。[0032]图12是表示图9所示的顶盖及热交换器的正视图。
[0033]图13是概略地表示第一管路及第二管路的配置的第一例的示意图。
[0034]图14是概略地表示第一管路及第二管路的配置的第二例的示意图。
[0035]图15是概略地表示第一管路及第二管路的配置的第三例的示意图。
[0036]图16是概略地表示第一管路及第二管路的配置的第四例的示意图。
[0037]图17是概略地表示第一管路及第二管路的配置的第五例的示意图。
[0038]图18是概略地表示第一管路及第二管路的配置的第六例的示意图。
【具体实施方式】
[0039]以下，将基于【专利附图】
【附图说明】本实施例。
[0040]首先，使用图1说明本发明的思想适用的作业车辆的一例的液压挖掘机的结构。应当说明的是，本发明能应用于诸如轮式装载机、推土机等之类的设置有包含处理单元的发动机单元的作业车辆。
[0041]图1是概略地表示作为本发明的一实施例中的作业车辆的液压挖掘机I的结构的概略立体图。参照图1，液压挖掘机I主要包括底盘2、上部回旋体3和作业工具4。由底盘2和上部回旋体3构成作业车辆主体。
[0042]底盘2具有一对左右履带2a。底盘2构成为通过该对履带2a的旋转而能自行。上部回旋体3能够自由旋转地安装在底盘2上。
[0043]上部回旋体3在前方侧F (车辆前侧)的左侧L具有构成用于供驾驶员操作液压挖掘机I的空间的驾驶室5。上部回旋体3在后方侧B (车辆后侧)具有用于收纳发动机的发动机室6及配重7。在本实施例中，当处于驾驶员落座于驾驶室5内的状态下，将驾驶员的前方侧(正面侧)称为上部回旋体3的前方侧F，将与该前方侧F相反的一侧、即驾驶员的后方侧(背面侧)称为上部回旋体3的后方侧，将落座状态下的驾驶员的左侧称为上部回旋体3的左侧L，将驾驶员的右侧称为上部回旋体3的右侧R。以后，假设上部回旋体3的前/后方向和左/右方向与作业车辆的前/后方向和左/右方向一致。另外，图中箭头Z表示驾驶员的上下方向。
[0044]上部回旋体3具有回旋框架9。回旋框架9被包含在作业车辆主体中。回旋框架9配置于底盘2的上方，设为相对于底盘2能够自由地回转。作业工具4、驾驶室5及配重7搭载于回旋框架9，配置在回旋框架9的上表面上。液压挖掘机I具备用于使上部回旋体3相对于下部行进体2相对回旋的、未图示的回旋装置。回旋装置由被底盘2支承的回旋电动机、被回旋框架9支承的传动装置等构成。
[0045]进行砂土的挖掘等作业的作业工具4由上部回旋体3可枢转地支承为能在上下方向Z上操作。作业工具4具有能在上下方向Z上操作地安装于上部回旋体3的前方侧F的大致中央部的转臂4a、能在前后方向F、B上操作地连接至转臂4a的前端部的臂4b和能在前后方向F、B上操作地连接至臂4b的前端部的铲斗4c。转臂4a、臂4b及铲斗4c构成为分别由液压缸4d驱动。
[0046]作业工具4相对于驾驶室5而言设于右侧R。作业工具4相对于被配置于上部回旋体3的前方侧F的左侧L的驾驶室5而言设于作为驾驶室5的一侧的右侧R。需要说明的是，驾驶室5与作业工具4的配置不限于图1所示的例子，例如也可以在配置于上部回旋体3的前方右侧的驾驶室5的左侧设有作业工具4。
[0047]发动机室6以与配重7的前方侧F相邻的方式设于回旋框架9的上方。回旋框架9形成发动机室6的底板部分。发动机室6被发动机罩8从上侧覆盖。发动机罩8形成发动机室6的顶棚部分。配重7配置于发动机室6的后方侧B并形成发动机室6的后方侧B的壁。用于将从发动机排出的排气向液压挖掘机I的外侧排出的排气筒15从发动机罩8向上方关出。
[0048]配重7为了在挖掘作业等中保持液压挖掘机I的车身平衡而设于回旋框架9的后端部处。配重7设于回旋框架9上的发动机室6的后方侧B。配重7例如通过在组装钢板而形成的箱中放入废铁及混凝土来形成。配重7的后表面构成液压挖掘机I的后方侧B的表面，并具有圆滑地弯曲的形状。
[0049]接着，将参照图2说明本实施例的作业车辆中的从还原剂箱到排气处理单元的还原剂配管的路径。图2是表示图1所示的作业车辆(液压挖掘机)I中的回旋框架9上的从还原剂箱到排气处理单元的还原剂配管的路径的俯视图。参照图2，液压挖掘机I具备作为用于驱动底盘2及作业工具4的动力源的发动机10。发动机10搭载于回旋框架9上。发动机10搭载于回旋框架9上，特别地，位于设置在左右方向上的中央位置处的中央框架的后部。发动机10收容于发动机室6内。
[0050]液压挖掘机I在发动机室6内具备用于对从发动机10排出的排气进行处理和净化的排气处理单元。排气处理单元配置于发动机10的上方，主要具备排气处理装置12、14、中继连接管13、排气筒15、和还原剂的喷射喷嘴28。排气处理装置12通过后述的排气管
11(图3)与发动机10连接。排气处理装置14通过中继连接管13与排气处理装置12连接。从发动机10排出的排气依次通过排气处理装置12、14后从排气筒15向大气中排出。相对于从发动机10排出的排气的流动而言，排气处理装置12配置于发动机10的下游侧，排气处理装置14配置于排气处理装置12的下游侧。
[0051]排气处理装置12捕集从发动机10排出的排气中的颗粒状物质而使排气中的颗粒状物质的浓度降低。排气处理装置12例如是柴油颗粒过滤装置。排气处理装置14通过与还原剂的反应而将排气中所含有的氮氧化物还原，将氮氧化物化学变化为无害的氮气，从而使排气中的氮氧化物浓度降低。排气处理装置14例如是选择性催化还原式的NOx去除装置。中继连接管13设有用于向中继连接管13内喷射还原剂的喷射喷嘴28。中继连接管13用作用于向排气中喷射还原剂并将它们混合的混合配管。
[0052]液压挖掘机I还具备用于向排气处理单元供给还原剂的还原剂供给部。还原剂供给部具备还原剂箱20及还原剂泵22。还原剂箱20及还原剂泵22搭载于回旋框架9上，特别地位于右侧R的侧框架上。还原剂泵22配置于发动机室6的前方侧F。还原剂箱20配置于比还原剂泵22靠前方侧F的位置。还原剂箱20用于储存将在排气处理装置14中使用的还原剂。作为还原剂，例如优选使用尿素水溶液。然而，还原剂不限于此。
[0053]还原剂箱20和还原剂泵22通过送给配管21及返回配管23彼此连接。送给配管21是用于从还原剂箱20向还原剂泵22送出还原剂的配管。返回配管23是用于使还原剂从还原剂泵22向还原剂箱20返回的配管。还原剂泵22与喷射喷嘴28通过压送配管25彼此连接。压送配管25是用于从还原剂泵22向喷射喷嘴28移送还原剂的配管。
[0054]从还原剂箱20经由送给配管21而向还原剂泵22移送的还原剂在还原剂泵22处被分支到两个路径中。排气处理未使用的还原剂从还原剂泵22经由返回配管23而向还原剂箱20返回。排气处理所使用的还原剂从还原剂泵22经由压送配管25而到达喷射喷嘴28，并从喷射喷嘴28向中继连接管13内喷雾。
[0055]来自发动机10的排气经由中继连接管13流入排气处理装置14。中继连接管13沿着排气的流动设于排气处理装置14的上游侧。从还原剂箱20吸出的还原剂经由安装至中继连接管13的喷射喷嘴28而向在中继连接管13内流动的排气中喷射。还原剂向沿着排气的流动向排气处理装置14的上游侧喷射。向排气中喷射的还原剂的量基于通过排气处理装置14的排气的温度及排气中包含的氮氧化物的浓度来控制。
[0056]接着，参照图3说明本实施例的作业车辆中的热交换用的介质的路径和还原剂的路径。图3是示意性地表示本实施例的作业车辆中的还原剂的路径、热交换用的介质的路径及来自发动机的排气的排气路径的功能图。如图3所示，从发动机10排出的排气依次通过排气管11、排气处理装置12、中继连接管13、排气处理装置14而从排气筒15向车外排出。沿着排气的流动在排气处理装置14的上游侧，在中继连接管13处设有喷射装置28。
[0057]还原剂箱20具有用于储存还原剂90的容器主体33。在容器主体33的内部配置有供从还原剂箱20流出的还原剂90流过的吸出配管70。吸出配管70与送给配管21连接。从还原剂箱20吸出的还原剂90利用还原剂泵22被移送，依次经由送给配管21及压送配管25后到达喷射喷嘴28。排气处理未使用的还原剂90从还原剂泵22经由返回配管23后向还原剂箱20返回。
[0058]喷射喷嘴28用作还原剂喷射装置，该还原剂喷射装置将从还原剂箱20吸出的还原剂90向排气的相对于排气处理装置14的上游侧喷射。喷射喷嘴28将还原剂90供给至在中继连接管13内流动的排气。在排气处理装置14中，排气中所含有的氮氧化物与还原剂90发生反应，从而排气中的氮氧化物的浓度减少。在还原剂90为尿素水溶液的情况下，尿素水溶液在中继连接管13内分解而变为氨,并且通过氮氧化物与氨之间的反应,氮氧化物被分解为无害的氮及氧。氮氧化物的量降低至适当值的排气被从排气筒15排出。
[0059]在还原剂箱20的内部配置有热交换器40，与还原剂90之间进行热交换的介质(热交换介质)流过热交换器40。作为热交换介质，使用发动机10的冷却水。热交换器40具有将热交换介质向还原剂箱20内引导的第一管路50和使热交换介质从还原剂箱20流出的第二管路60。第一管路50与冷却水配管17连接。第二管路60与冷却水配管18连接。冷却水配管18设有散热器16和冷却水泵19。
[0060]利用冷却水泵19的驱动，发动机10的冷却水在发动机10、热交换器40、散热器16及冷却水泵19中循环而流动。在发动机10被加热了的冷却水在热交换器40与还原剂90进行热交换而被冷却。另一方面，还原剂90从冷却水接收热量而被加热。散热器16是通过进行冷却水与空气的热交换将冷却水冷却的热交换器。在散热器16中被冷却的冷却水流到发动机10的水套，从而发动机10被适当地冷却。
[0061]以下，详细地说明还原剂箱20的结构。图4是概略地表示本发明的一实施例中的还原剂箱20的结构的立体图。如图4所示，还原剂箱20具有中空的容器主体33。容器主体33具有大致矩形箱状的外形。容器主体33由顶面34、侧面35a、35c、图4未图示的侧面35b、35d、以及图4未图示的底面36构成。容器主体33在顶面34与底面36之间构成用于储存还原剂的空间。容器主体33由聚乙烯等耐腐蚀性优异的树脂材料一体地形成。[0062]在容器主体33的顶面34形成有用于补充还原剂的补充口 37和图4未图示的后述的开口 31 (图6)。开口 31由圆板状的顶盖30封闭。在开口 31的周围形成有多个用于紧固螺栓32的有底的螺孔。在顶盖30的外周部中形成有沿厚度方向贯通顶盖30的多个贯通孔。顶盖30利用作为连结构件的螺栓32能装卸地安装于容器主体33。在顶面34与顶盖30之间设有O型密封圈等的密封构件，由此，在将顶盖30固定于顶面34的状态下，开口 31被液密地密封。顶盖30例如由刚性优异的金属材料成形。
[0063]在顶盖30安装有贯通部51、61。贯通部51、61构成与还原剂之间进行热交换的热交换器的一部分。流入容器主体33中的介质流过贯通部51。流出容器主体33的介质流过贯通部61。
[0064]在顶盖30安装有供还原剂从容器主体33流出的流出口 71和供向容器主体33返回的还原剂流动的返回口 79。图2、3所示的送给配管21的端部与流出口 71连接。图2、3所示的返回配管23的端部与返回口 79连接。
[0065]安装片81通过螺栓能装卸地连接至顶盖30。安装片81用于支承对容器主体33内的还原剂的液位、还原剂的浓度及还原剂的温度进行测量的传感器的基部86。以从基部86突出的方式设有电线束87。在电线束87的前端设有连接器88。还原剂的液位、浓度、和温度的测量值经由电线束87及连接器88向未图示的控制器输出。
[0066]在顶盖30安装有排气口 91和通气装置92。在从补充口 37向容器主体33内补充还原剂时，存在于容器主体33内的空气仅由排气口 91向容器主体33外流出。通气装置92设为将容器主体33内的空气压自动地保持为恒定。在容器主体33内的空气由于环境温度的变化而膨胀或收缩时，经由通气装置92排出或吸入空气，由此，将容器主体33内的压力保持为恒定。
[0067]图5是表示图4所示的局部剖切的还原剂箱的局部剖切剖视图。参照图5，容器主体33具有与侧面35a对置的侧面35b、与图4所示的侧面35c对置的侧面35d、及与顶面34对置的底面36。侧面35a与侧面35b设为大致平行。侧面35c与侧面35d设为大致平行。顶面34与底面36设为大致平行。
[0068]图6是还原剂箱20的顶面34的从下方观察到的立体图。参照图6，在还原剂箱20的容器主体33的顶面34中形成有贯通顶面34的开口 31。开口 31形成为圆形。上述的顶盖30从上方覆盖开口 31而封闭开口 31。开口 31的直径小于封闭开口 31的顶盖30的直径。固定至顶盖30的贯通部51、61贯通容器主体33的顶面34而沿从容器主体33的顶面34朝向底面36的方向延伸。贯通部51、61沿与顶面34及底面36正交的方向延伸。贯通部51、61沿与圆板状的顶盖30正交的方向延伸。
[0069]图7是放大表示还原剂箱20内部的热交换器40的前端附近的立体图。图8是表示热交换器40、吸出配管70和传感器单元80的配置的立体图。适当参照图5?8，将说明还原剂箱20，特别是配置于容器主体33中的结构。
[0070]在还原剂箱20的容器主体33中配置有供用于与还原剂进行热交换的介质流过的热交换器40。关于热交换器40的结构的详细见后述。
[0071]在容器主体33的内部配置有用于吸出储存于容器主体33内的还原剂90的吸出配管70 (图6)。吸出配管70具有安装于顶盖30的流出口 71。吸出配管70还具有上部悬垂部72、倾斜部73和下部悬垂部74。上部悬垂部72从顶盖30延伸以与流出口 71在同一直线上的方式垂下。倾斜部73与上部悬垂部72的下端连接，并相对于上部悬垂部72倾斜而向远离顶盖30的一侧延伸。下部悬垂部74与倾斜部73的下端连接，并与上部悬垂部72平行地延伸。
[0072]上部悬垂部72及下部悬垂部74与容器主体33的侧面35a置35d平行地延伸，并与容器主体33的顶面34及底面36垂直地延伸。倾斜部73在相对于容器主体33的顶面34、侧面35a至35d及底面36倾斜的方向上延伸。
[0073]吸出配管70还具有延伸部75 (参照图12)和滤网(过滤器)76。延伸部75与下部悬垂部74的下端连接，并沿容器主体33的底面36朝向侧面35a延伸。过滤器76形成吸出配管70的前端部。储存于容器主体33内的还原剂经由过滤器76流入吸出配管70内。过滤器76被设置成滤出容器主体33内的杂质以防止杂质流入吸出配管70内。如图5所示，过滤器76配置于容器主体33的底面36附近，以使得即使容器主体33内的还原剂的量变少，也能从吸出配管70吸出还原剂。
[0074]在容器主体33的底面36上载置有支承板77。板状支承部78从支承板77朝向容器主体33的顶面34突出。在板状支承部78的前端附近，过滤器76使用螺栓固定于板状支承部78。过滤器76借助支承板77及板状支承部78被支承在容器主体33的底面36上。由此，吸出配管70的刚性提高。
[0075]在容器主体33的内部配置有传感器单元80。传感器单元80具有电线束82、液位传感器83、以及浓度/温度传感器85。电线束82及液位传感器83利用螺栓84安装于顶盖30的下表面。电线束82及液位传感器83以从顶盖30垂下的方式朝向容器主体33的底面36延伸。在电线束82及液位传感器83的下端安装有浓度/温度传感器85。
[0076]液位传感器83在其内部具有浮标。浮标位于还原剂的液面上。基于该浮标的高度位置信息检测容器主体33的内部的还原剂的液位。浓度/温度传感器85用于测量还原剂的浓度及温度。与计还原剂的液位、浓度及温度的测量值有关的信号经由电线束82传递至图4、5所示的基部86，再经由电线束87及连接器88向未图示的控制器输出。
[0077]传感器单元80借助夹紧部120被支承在热传递板110上。由此，传感器单元80的刚性提闻。热传递板110的详细见后述。
[0078]图9是表示由顶盖30支承的热交换器40的立体图。图10是图9所示的顶盖30及热交换器40的俯视图。图11是图9所示的顶盖30及热交换器40的侧视图。图12是图9所示的顶盖30及热交换器40的主视图。适当参照图9?12及图5?8，将说明与还原剂进行热交换的热交换器40的结构。
[0079]热交换器40具有悬垂部41、平行部44和前端弯曲部45。悬垂部41是热交换器40中的、从容器主体33的顶面33朝向底面36延伸的部分。平行部44与热交换器40中的连接至悬垂部41的下端并沿容器主体33的底面36水平地延伸的部分。前端弯曲部45连接至平行部44的前端。前端弯曲部45相对于平行部44弯曲，沿容器主体33的侧面35a向上方延伸。前端弯曲部45形成热交换器40的前端部分。
[0080]悬垂部41、平行部44及前端弯曲部45是通过对大致U字形状的管材进行弯曲加工而一体地形成的。或者，也可以分别将构成悬垂部41、平行部44及前端弯曲部45的相应通过例如焊接连接在一起而形成热交换器40。
[0081]从另一观点看热交换器40时，热交换器40具有将热交换介质向容器主体33内引导的第一管路50 (图9)、使热交换介质从容器主体33流出的第二管路60、和折返部59。第一管路50和第二管路60通过折返部59彼此连通。
[0082]第一管路50具有贯通部51、倾斜部52、下部悬垂部53、延伸部54和立起部55。贯通部51贯通容器主体33的顶面34而向容器主体33的内部的空间内延伸。倾斜部52与贯通部51的下端连接。倾斜部52笨哦设为相对于贯通部51倾斜而向底面36侧延伸的第一倾斜部。下部悬垂部53与倾斜部52的下端连接，并与贯通部51平行地延伸。
[0083]贯通部51及下部悬垂部53与容器主体33的侧面35a至35d平行地延伸，并与容器主体33的顶面34及底面36垂直地延伸。倾斜部52沿相对于容器主体33的顶面34、侧面35a至35d及底面36倾斜的方向延伸。
[0084]延伸部54连接至下部悬垂部53的下端，并沿容器主体33的底面36朝向容器主体33的侧面35a延伸。立起部55连接至延伸部54的前端，并沿容器主体33的侧面35a朝向容器主体33的顶面34延伸。
[0085]从容器主体33的顶面34朝向底面36延伸的悬垂部41被构造成包括第一管路50的贯通部51、倾斜部52及下部悬垂部53。在第一管路50中包括的悬垂部41形成有两处弯曲部，并且这些弯曲部形成倾斜部52。平行部44被构造成包括第一管路50的延伸部54。前端弯曲部45被构造成包括第一管路50的立起部55。
[0086]第二管路60具有贯通部61、倾斜部62、下部悬垂部63、延伸部64和立起部65。贯通部61贯通容器主体33的顶面34而向容器主体33的内部的空间内延伸。倾斜部62与贯通部61的下端连接。倾斜部62被设为相对于贯通部61倾斜而向底面36侧延伸的第二倾斜部。下部悬垂部63与倾斜部62的下端连接，并与贯通部61平行地延伸。
[0087]贯通部61及下部悬垂部63与容器主体33的侧面35a至35d平行地延伸，并与容器主体33的顶面34及底面36垂直地延伸。倾斜部62沿相对于容器主体33的顶面34、侧面35a至35d及底面36倾斜的方向延伸。
[0088]延伸部64连接至下部悬垂部63的下端，并沿着容器主体33的底面36朝向容器主体33的侧面35a延伸。立起部65连接至延伸部64的前端，并沿着容器主体33的侧面35a朝向容器主体33的顶面34延伸。
[0089]从顶面34朝向容器主体33的底面36延伸的悬垂部41包括第二管路60的贯通部61、倾斜部62及下部悬垂部63。在第二管路60中包括的悬垂部41形成有两处弯曲部，并且这些弯曲部形成倾斜部62。平行部44被构造成包括第二管路60的延伸部64。前端弯曲部45被构造成包括第二管路60的立起部65。
[0090]贯通部51、61及下部悬垂部53、63分别彼此平行地配置。延伸部54、64彼此平行地配置。延伸部54、64在与下部悬垂部53、63正交的方向上延伸。
[0091]前端弯曲部45由第一管路50的立起部55、第二管路60的立起部65、及将第一管路50与第二管路60连通的折返部59形成。由前端弯曲部45的在最接近容器主体33的顶面34的点处与热交换器40的延伸方向正交且包含该最接近的点的截面形成折返部59。包括前端弯曲部45中的最接近容器主体33的顶面34的点且与容器主体33的侧面35c、35d平行的热交换器40的截面形成折返部59。前端弯曲部45形成为倒U形形状。
[0092]在悬垂部41中，第一管路50与第二管路60之间的距离被设置为大致恒定。在平行部44中，第一管路50与第二管路60之间的距离被设置为大致恒定。在前端弯曲部45中，第一管路50与第二管路60之间的距离随着接近折返部59而变小。
[0093]如图8所示，第一管路50所包含的倾斜部52和第二管路60所包含的倾斜部62分别以随着远离贯通部51、61而接近传感器单元80的方式相对于贯通部51、61倾斜。传感器单元80位于第一管路50的下部悬垂部53与第二管路60的下部悬垂部63之间的位置。为了关于传感器单元80及传感器单元80周边的还原剂进行更高效率的热传递，将热交换器40配置为接近于传感器单元80。
[0094]还原剂的流过的吸出配管70的倾斜部73(图6)以随着远离上部悬垂部72而接近第一管路50的方式相对于上部悬垂部72倾斜。吸出配管70的下部悬垂部74与第一管路50的下部悬垂部53平行地配置，并沿着第一管路50的下部悬垂部53延伸。第一管路50的下部悬垂部53与吸出配管70的下部悬垂部74之间的距离被最小化。例如也可以使下部悬垂部53、74之间的距离小于或等于第一管路50的配管的外径。为了关于吸出配管70及吸出配管70周边的还原剂进行更高效率的热传递，将热交换器40配置为接近于吸出配管70。
[0095]设置在吸出配管70前端处的过滤器76被设置成在侧部在两个方向上由热交换器40的悬垂部41和前端弯曲部45覆盖并在底侧由平行部44覆盖。通过在过滤器76的周边配置热交换器40，优先向过滤器76附近的还原剂进行热传递，以便在还原剂冻结的情况下，能优先将过滤器76附近的还原剂解冻。
[0096]第一管路50的贯通部51的长度小于第二管路60的贯通部61的长度。第一管路50的倾斜部52与第二管路60的倾斜部62彼此大致平行地配置。第一管路50的倾斜部52配置为比第二管路60的倾斜部62靠近容器主体33的顶面34。第二管路60的倾斜部62在贯通部51、61的延伸方向上配置在与第一管路50的倾斜部52不同的位置处。
[0097]热交换器40的悬垂部41安装于封闭开口 31的顶盖30，并从顶盖30垂下。在顶盖30的厚度方向上观察的情况下，悬垂部41配置于形成开口 31的圆的内侧。倾斜部52、62在对应于开口 31沿贯通部51、61的延伸方向的投影的区域内相对于贯通部51、61倾斜。由此，通过将顶盖30从容器主体33的顶面34拆下、并在与顶面34正交的方向(图10所示的纸面垂直方向)上举起顶盖30，能经由开口 31将悬垂部41从容器主体33上去掉。
[0098]如图12所示，第一管路50的倾斜部52的远离贯通部51的一侧的端部52a配置为比第二管路60的倾斜部62的在接近贯通部61的一侧的端部62b靠近容器主体33的顶面34。在贯通部51、61的延伸方向上，第一管路50的倾斜部52与第二管路60的倾斜部62被设置成彼此隔开一距离。
[0099]如图9所示，热传递板110被设置成跨接第一管路50与第二管路60 二者。热传递板110具有平板形状的第一平板部111和平板形状的第二平板部112。热传递板110具有将第一平板部111与第二平板部112连接的弯曲部113。热传递板110是通过对一个平板进行弯曲加工而形成。
[0100]热传递板110在贯通部51、61的延伸方向上设置在第一管路50的倾斜部52与第二管路60的倾斜部62之间。第一平板部111在比倾斜部52远离容器主体33的顶面34的一侧通过例如焊接固定在下部悬垂部53处。第二平板部112在比倾斜部62接近容器主体33的顶面34的一侧通过例如焊接固定在贯通部61处。热传递板110固定在第一管路50及第二管路60 二者处。[0101]在第一平板部111的下端部处安装有夹紧部120 (图8)。夹紧部120包围传感器单元80中的电线束82及液位传感器83的周围并支承传感器单元80。利用热交换器40、热传递板110及传感器单元80形成立体的支承结构，由此，热交换器40及传感器单元80的刚性提闻。
[0102]接着，将说明本实施例的作用效果。
[0103]根据本实施例的还原剂箱20，如图6所示，热交换器40具有贯通容器主体33的顶面34而在容器主体33的内部空间延伸的贯通部51、61。如图9及图12所示，热交换器40具有相对于贯通部51、61倾斜而向底面36侧延伸的倾斜部52、和在贯通部51、61的延伸方向上在与倾斜部52不同的位置处相对于贯通部51、61倾斜而向底面36侧延伸的倾斜部62。
[0104]在还原剂的温度变低的情况下，在发动机10被加热的冷却水在热交换器40中循环。在热交换器40中流动的冷却水比储存于容器主体33内的还原剂的温度高。因此，能进行从热交换器40向还原剂的散热。通过设置倾斜部52、62，热交换器40的路径长度变长，并且热交换器40的表面积增大。从热交换器40至还原剂的热传递面积增加，使得能够提闻至还原剂的热传递效率。
[0105]倾斜部52、62配置于贯通部51、61的延伸方向上的不同的位置处，从而倾斜部52进行散热的位置和倾斜部62进行散热的位置在还原剂箱20的容器主体33的高度方向上不同。因此，能降低还原剂箱20的高度方向上的向还原剂进行热传递中的不均匀性，在还原剂箱20的高度方向上能均匀地向还原剂进行热传递。
[0106]另外，热交换器40具有第一管路50和第二管路60。如图3所不,第一管路50是将发动机10的冷却水向容器主体33内引导的路径。第二管路60是使发动机10的冷却水从容器主体33流出的路径。如图9所示，倾斜部52被包含于第一管路50中，倾斜部62被包含于第二管路60中。这样，在俯视观察容器主体33的情况下，也能使倾斜部52、62进行散热的位置不同。由此，能更有效地降低向还原剂进行热传递中的不均匀性。
[0107]另外，如图9所示，倾斜部52配置于比倾斜部62靠近容器主体33的顶面34。刚流入容器主体33中之后的冷却水流动至倾斜部52，并且流过从第一管路50到下部悬垂部63的路径之后的冷却水流动至倾斜部62，因此，流过倾斜部52的冷却水的温度比流过倾斜部62的冷却水的温度高。从具有较高的温度的冷却水流过的倾斜部52向还原剂进行散热，从而能有效地对开口 31附近的还原剂进行加热。
[0108]另外，如图12所示，倾斜部52的在远离贯通部51的一侧的端部52a配置于比倾斜部62的在接近贯通部61的一侧的端部62b靠近容器主体33的顶面34。这样，能将倾斜部52、62配置为在还原剂箱20的高度方向上不重叠，能使倾斜部52进行散热的位置和倾斜部62进行散热的位置设置成彼此远离。因此，能更有效地降低向还原剂进行热传递中的不均匀性。
[0109]另外，如图8、11所示，还原剂箱20还具备用于吸出储存于容器主体33内的还原剂的吸出配管70。吸出配管70具有沿第一管路50延伸的部分。这样，能有效地加热在吸出配管70内流动的还原剂，因此，能更可靠地抑制吸出配管70内的还原剂的冻结。通过将倾斜部52配置于比倾斜部62靠近容器主体33的顶面34，能使吸出配管70沿第一管路50延伸一长的距离，因此，能实现对吸出配管70的解冻及防止吸出配管70的冻结有利的还原剂箱20。
[0110]第一管路50中所包含的倾斜部52相对于贯通部51的倾斜方向是随着远离贯通部51而接近吸出配管70的方向。倾斜部52以随着远离贯通部51而接近吸出配管70的方式相对于贯通部51倾斜。这样，通过使第一管路50倾斜，能将第一管路50的下部悬垂部53设置成沿着吸出配管70的下部悬垂部74延伸。通过将第一管路50配置于吸出配管70的附近，能向吸出配管70及吸出配管70周边的还原剂有效地进行热传递。
[0111]另外，如图8所示，还原剂箱20还具备从容器主体33的顶面34朝向底面36延伸的传感器单元80。倾斜部52、62随着远离贯通部51、61而接近传感器单元80。
[0112]热交换器40和传感器单元80均安装于顶盖30，并设置在顶盖30上隔开的位置处。若在容器主体33的内部使热交换器40弯曲，并将倾斜部52、62配置为接近传感器单元80，则将比倾斜部52、62靠下方的下部悬垂部53、63配置为沿传感器单元80延伸。由此，能有效地向传感器单元80及传感器单元80周边的还原剂传递热量，从而能避免由还原剂的冻结引起的传感器单元80的检测精度变差的不良情况。因此，能提高传感器单元80的对还原剂的状态的检测精度。
[0113]参照图2、3，作为本实施例的作业车辆的液压挖掘机I具备发动机10、通过还原反应对来自发动机10的排气进行处理的排气处理装置14、上述的还原剂箱20、将从还原剂箱20吸出的还原剂喷射至被引导至排气处理装置14的排气的喷射喷嘴28。由此，能提供具备能提高至还原剂的热传递效率、并且能向还原剂均匀地进行热传递的还原剂箱20的液压挖掘机I。
[0114]图13?18是表示第一管路50及第二管路60的配置的例子的示意图。如图13?18所示，第一管路50的倾斜部52具有位于远离贯通部51的一侧的端部52a和位于接近贯通部51的一侧的端部52b。第二管路60的倾斜部62具有位于远离贯通部61的一侧的端部62a和位于接近贯通部61的一侧的端部62b。贯通部51、61配置为从容器主体33的开口 31向下方延伸。
[0115]在上述的实施例的说明中，如图13所示，说明了倾斜部52的位于远离贯通部51的一侧的端部52a配置为比倾斜部62的位于接近贯通部61的一侧的端部62b靠近容器主体33的顶面34的例子。本实施例的倾斜部52、62不限于这样的配置。也就是说，只要倾斜部52、62在贯通部51、61的延伸方向上配置在彼此不同的位置处即可。
[0116]在倾斜部52、62设置在彼此不同的位置处的情况下，也包含图14?17所示的方案。详细而言，倾斜部52、62设置在彼此不同的位置处的情况也包含图14所示的、端部52a、62a距离开口 31为相同的距离但端部52b、62b各自与开口 31隔开的距离不同、并且端部62b比端部52b远离开口 31的情况。还包含图15所示的、端部52b、62b距离开口 31为相同的距离但端部52a、62a各自与开口 31隔开的距离不同、并且端部62a比端部52a远离开口 31的情况。还包含图16所示的、端部62b比端部52b远离开口 31、端部52a比端部62b远离开口 31、并且端部62a比端部52a远离开口 31的情况。还包括图17所示的、端部62b比端部52b远离开口 31、并且端部52a比端部62a远离开口 31的情况。
[0117]如图13所示，倾斜部52、62可以设置在倾斜部52，62在贯通部51、61的延伸方向上不重叠的位置处。另外，如图14?16所示，倾斜部52、62可以设置在沿贯通部51、61的延伸方向彼此部分地重叠的位置处。此外，如图17所示，倾斜部52、62也可以配置为使得倾斜部52、62中的一个的全部与另一个重叠。
[0118]倾斜部52比倾斜部62靠近容器主体33的顶面34的配置是包括图13所示的倾斜部52的全部配置为比倾斜部62靠近顶面34的情况和图14?16所示的倾斜部52的一部分配置为比倾斜部62靠近顶面34的情况这二者的概念，并且应理解为容许倾斜部52的一部分与倾斜部62重叠。
[0119]倾斜部52、62相对于贯通部51、61的倾斜角度如图13、16所示可以彼此相等。或者，如图14、15、17所示，倾斜部52相对于贯通部51的倾斜角度也可以与倾斜部62相对于贯通部61的倾斜角度不同。
[0120]另外，在上述的说明中，说明了在第一管路50与第二管路60 二者都设有倾斜部的例子，但不限于这样的结构。如图18所示，可以使第一管路50在四处以上的位置弯曲而设置多个倾斜部，并且另一方面，第二管路60具有不设置倾斜部的直管形状。代替图18所示的结构，第一管路50可以具有直管形状，而第二管路60可以具有多个倾斜部。也就是说，只要第一管路50和第二管路60中的任一个具有位于在贯通部的延伸方向上的不同位置处两个倾斜部即可。
[0121]以上的说明包括以下记载的特征。
[0122](特征I)
[0123]—种还原剂箱,包括:
[0124]容器主体，该容器主体具有顶面及底面，并在所述顶面与所述底面之间构成用于储存还原剂的空间；和
[0125]热交换器，该热交换器与所述还原剂进行热交换，
[0126]所述热交换器包括将热交换介质向所述容器主体引导的第一管路和使热交换介质从所述容器主体流出的第二管路，
[0127]所述第一管路和所述第二管路中的至少一个具有贯通所述顶面而向所述空间内延伸的贯通部和相对于所述贯通部倾斜而向所述底面一侧延伸的倾斜部，
[0128]所述还原剂箱还包括被设置成跨接所述第一管路和所述第二管路二者的热传递板。
[0129]这样，热传递板通过接收来自第一管路及第二管路的热传递而被加热。除了从热交换器向还原剂的散热之外，还进行从热传递板向还原剂的散热。通过设置倾斜部，从而第一管路与第二管路之间的距离增大，并且通过在第一管路与第二管路之间的距离增大的位置配置热传递板，能设置表面积更大的热传递板。由于能增大从热传递板至还原剂的热传递面积，因此，能提高至还原剂的热传递效率。
[0130](特征2)
[0131]根据特征I所述的还原剂箱，其中，
[0132]所述第一管路具有贯通所述顶面而延伸的第一贯通部和相对于所述第一贯通部倾斜而向所述底面一侧延伸的第一倾斜部，
[0133]所述第二管路具有贯通所述顶面而延伸的第二贯通部，和在所述第二贯通部的延伸方向上、在与所述第一倾斜部不同的位置处相对于所述第二贯通部倾斜而向所述底面一侧延伸的第二倾斜部，
[0134]所述热传递板在所述第一贯通部和所述第二贯通部的延伸方向上设置在所述第一倾斜部与所述第二倾斜部之间。
[0135]这样，在第一倾斜部与第二倾斜部之间的间距大于第一管路与第二管路的间距的位置处设置热传递板。因此，能进一步增大热传递板的表面积。由于能增大从热传递板至还原剂的热传递面积，因此，能进一步提高至还原剂的热传递效率。
[0136](特征3)
[0137]根据特征I或2所述的还原剂箱，其中，
[0138]所述热传递板固定于所述第一管路及所述第二管路二者上。
[0139]通过将热传递板利用例如焊接固定于第一管路与第二管路二者上，能形成立体的支承结构，从而能提高热交换器的刚性。在作业车辆的操作环境中，由于传递到还原剂箱的振动较大，因此，包括刚性较高的热交换器的还原剂箱能特别有利地应用在将还原剂箱搭载于作业车辆的情况中。
[0140](特征4)
[0141]根据特征I?3中任一项所述的还原剂箱，其中，
[0142]所述热传递板具有与第一管路接合的第一平板部、与第二管路接合的第二平板部、和将第一平板部与第二平板部连接的弯曲部。
[0143]这样，能增大热传递板的表面积，并且能增大从热传递板至还原剂的热传递面积，因此，能进一步提高至还原剂的热传递效率。而且，通过将热传递板形成为具有弯曲板的形状，热传递板的刚性提闻，因此，能实现热交换器的刚性的进一步提闻。
[0144]应理解为本次公开的实施例的所有内容均是例示而非限制性的内容。本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求限定，并且意图包含与权利要求等同意义及范围内的所有变更。
[0145]符号说明
[0146]I液压挖掘机、4作业工具、6发动机室、10发动机、11排气管、12，14排气处理装置、13中继连接管、15排气筒、20还原剂箱、21送给配管、22还原剂泵、23返回配管、25压送配管、28喷射喷嘴、30顶盖、31开口、32螺栓、33容器主体、34顶面、35a?35d侧面、36底面、40热交换器、41悬垂部、44平行部、45前端弯曲部、50第一管路、51，61贯通部、52，62，73倾斜部、52a，52b，62a，62b端部、53，63，74下部悬垂部、54，64，75延伸部、55，65立起部、59折返部、60第二管路、70吸出配管、71流出口、72上部悬垂部、76过滤器、79返回口、80传感器单元、82，87电线束、83液位传感器、85浓度/温度传感器、90还原剂、110热传递板、
111第一平板部、112第二平板部、113弯曲部、120夹紧部。
【权利要求】
1.一种还原剂箱，包括: 容器主体，该容器主体具有顶面及底面，并在所述顶面与所述底面之间构成用于储存还原剂的空间；和 热交换器，该热交换器与所述还原剂进行热交换， 所述热交换器包括贯通所述顶面而向所述空间内延伸的贯通部、相对于所述贯通部倾斜而向所述底面一侧延伸的第一倾斜部、和第二倾斜部，第二倾斜部在所述贯通部的延伸方向上、在与所述第一倾斜部不同的位置处相对于所述贯通部倾斜而向所述底面一侧延伸。
2.根据权利要求1所述的还原剂箱，其中， 热交换器具有将热交换介质向所述容器主体内引导的第一管路和使热交换介质从所述容器主体流出的第二管路， 所述第一管路包括所述第一倾斜部，并且 所述第二管路包括所述第二倾斜部。
3.根据权利要求2所述的还原剂箱，其中， 所述第一倾斜部被配置成比所述第二倾斜部更靠近所述顶面，并且 所述还原剂箱还包括用于吸出储存于所述容器主体中的所述还原剂的吸出配管，并且 所述吸出配管包括沿所述第一管路延伸的部分。
4.根据权利要求2或3所述的还原剂箱，其中， 所述第一倾斜部的位于远离所述贯通部的一侧的端部被配置成比所述第二倾斜部的位于接近所述贯通部的一侧的端部更靠近所述顶面。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的还原剂箱，其中， 该还原剂箱还包括从所述顶面朝向所述底面延伸的传感器单元，其中所述第一倾斜部和所述第二倾斜部中的至少一个随着远离所述贯通部而接近所述传感器单元。
6.一种作业车辆，其具备: 发动机； 通过还原反应对来自所述发动机的排气进行处理的排气处理装置； 权利要求1?5中任一项所述的还原剂箱；和 还原剂喷射装置，该还原剂喷射装置将从所述还原剂箱吸出的所述还原剂喷射至被引导至所述排气处理装置的所述排气。
【文档编号】F01N3/24GK104040132SQ201480000221
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2014年1月8日
【发明者】小河哲, 草场泰介, 久世康乔 申请人:株式会社小松制作所
【专利摘要】本发明提供了一种能提高至还原剂的热传递效率、且能在还原剂箱的高度方向上均匀地向还原剂进行热传递的还原剂箱。该还原剂箱包括：容器主体，该容器主体具有顶面及底面，并在顶面与底面之间构成用于储存还原剂的空间；热交换器(40)，该热交换器与还原剂进行热交换。热交换器(40)具有贯通部(51，61)、倾斜部(52)和倾斜部(62)。贯通部(51，61)贯通至容器主体的顶面并延伸到所述空间内。倾斜部(52)相对于贯通部(51，61)倾斜而向底面侧延伸。倾斜部(62)在贯通部(51，61)的延伸方向上在与倾斜部(52)不同的位置处相对于贯通部(51，61)倾斜而向底面侧延伸。
【专利说明】还原剂箱及作业车辆
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及还原剂箱及作业车辆。
【背景技术】
[0002]在液压挖掘机、推土机、轮式装载机等作业车辆中搭载有排气处理装置。作为排气处理装置，例如存在有柴油颗粒过滤装置(DPF)、柴油机氧化催化装置(DOC)及选择性催化还原装置(SCR)等。特别是，选择性还原催化装置还原排气中的氮氧化物以净化排气。该排气处理所利用的还原剂储存于还原剂箱中。
[0003]当还原剂在箱内冻结时，无法将还原剂供给至排气处理装置。因此，为了防止还原剂箱内的还原剂的冻结，提出有在还原剂箱内配置热交换器以对还原剂进行加热的技术。例如，在日本特开2010—71263号公报(专利文献I)中公开了一种尿素水溶液箱，在该尿素水溶液箱中，发动机冷却水从中流过用于加热尿素水溶液的冷却水管被构造成从封闭箱主体的顶面的开口的顶盖向下方垂下，并在箱主体的底部附近弯曲而水平地延伸，并到达折返部。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2010— 71263号公报
【发明内容】
[0007]要解决的技术问题
[0008]为了提高至还原剂的热传递效率，热交换器在还原剂箱内中优选具有长的路径长度以增大表面积。另外，优选在还原剂箱内将冻结了的还原剂均匀地解冻。
[0009]本发明是鉴于上述的问题而做成的，其主要的目的在于提供能提高至还原剂的热传递效率、且能在还原剂箱的高度方向上均匀地向还原剂进行热传递的还原剂箱。
[0010]技术方案
[0011]本发明的还原剂箱包括容器主体和热交换器。容器主体具有顶面及底面，并在顶面与底面之间构成用于储存还原剂的空间。热交换器与还原剂进行热交换。热交换器具有贯通部、第一倾斜部和第二倾斜部。贯通部贯通容器主体的顶面而向所述空间内延伸。第一倾斜部相对于贯通部倾斜而向底面侧延伸。第二倾斜部在贯通部的延伸方向上在与第一倾斜部不同的位置处相对于贯通部倾斜而向底面侧延伸。
[0012]需要说明的是，在本说明书中，将还原剂及还原剂的前驱体总称为“还原剂”。
[0013]根据本发明的还原剂箱，通过设置第一及第二倾斜部，从而热交换器的路径长度变长，热交换器的表面积增大。由于能增大从热交换器至还原剂的热传递面积，因此能提高至还原剂的热传递效率。通过将第一及第二倾斜部配置在沿贯通部的延伸方向的不同的位置处，从而使第一倾斜部进行散热的位置和第二倾斜部进行散热的位置在容器主体的高度方向上不同。因此，能降低在还原剂箱的高度方向上向还原剂进行热传递中的不均匀性，能在还原剂箱的高度方向上向还原剂均匀地进行热传递。
[0014]在上述的还原剂箱中，热交换器具有将热交换介质向容器主体内引导的第一管路和使热交换介质从容器主体流出的第二管路。第一管路包括第一倾斜部。第二管路包括第二倾斜部。这样，在俯视观察容器主体的情况下，也能使第一及第二倾斜部进行散热的位置不同，能更有效地降低向还原剂进行热传递中的不均匀性。
[0015]在上述的还原剂箱中，第一倾斜部配置成比第二倾斜部靠近顶面。还原剂箱还包括将储存于容器主体中的还原剂吸出的吸出配管。吸出配管具有沿第一管路延伸的部分。通过将第一倾斜部配置成比第二倾斜部靠近顶面，吸出配管能够沿着第一管路延伸长的距离，因此，能实现对吸出配管的解冻及防止吸出配管的冻结有利的还原剂箱。
[0016]在上述的还原剂箱中，第一倾斜部的位于远离贯通部一侧的端部配置成比第二倾斜部的位于接近贯通部一侧的端部靠近顶面。这样，能将第一及第二倾斜部配置为在还原剂箱的高度方向上不重叠，能使第一及第二倾斜部进行散热的位置彼此远离。因此，能更有效地降低向还原剂进行热传递中的不均匀性。
[0017]上述的还原剂箱还包括从容器主体的顶面朝向底面延伸的传感器单元。第一倾斜部与第二倾斜部中的至少一个随着远离贯通部而接近传感器单元。这样，能高效地向传感器单元及传感器单元周边的还原剂传递热量，从而能提高传感器单元对还原剂的状态的检测精度。
[0018]本发明的作业车辆包括发动机、通过还原反应对来自发动机的排气进行处理的排气处理装置、上述任一还原剂箱、和将从还原剂箱吸出的还原剂喷射至被引导至排气处理装置的排气的还原剂喷射装置。由此，能提供包括能提高至还原剂的热传递效率、且能向还原剂均匀地进行热传递的还原剂箱的作业车辆。
[0019]有益效果
[0020]如以上说明那样，根据本发明，能提高至还原剂的热传递效率，能降低在还原剂箱的高度方向上向还原剂进行热传递中的不均匀性。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是概略地表示本发明的一实施例中的作业车辆的结构的立体图。
[0022]图2是表示图1所示的作业车辆中的从回旋框架上的还原剂箱到排气处理单元的还原剂配管的路径的俯视图。
[0023]图3是示意性地表示图1所示的作业车辆中的还原剂的路径、热交换用的介质的路径及来自发动机的排气的排气路径的功能图。
[0024]图4是概略地表示还原剂箱的结构的立体图。
[0025]图5是概略地表示局部剖切的还原剂箱的局部剖切剖视图。
[0026]图6是表示还原剂箱的顶面的从下方观察到的立体图。
[0027]图7是放大表示还原剂箱的内部的热交换器的前端附近的立体图。
[0028]图8是表示具有吸出配管及传感器单元的热交换器的配置的立体图。
[0029]图9是表示由顶盖支承的热交换器的立体图。
[0030]图10是表示图9所示的顶盖及热交换器的俯视图。
[0031]图11是表示图9所示的顶盖及热交换器的侧视图。[0032]图12是表示图9所示的顶盖及热交换器的正视图。
[0033]图13是概略地表示第一管路及第二管路的配置的第一例的示意图。
[0034]图14是概略地表示第一管路及第二管路的配置的第二例的示意图。
[0035]图15是概略地表示第一管路及第二管路的配置的第三例的示意图。
[0036]图16是概略地表示第一管路及第二管路的配置的第四例的示意图。
[0037]图17是概略地表示第一管路及第二管路的配置的第五例的示意图。
[0038]图18是概略地表示第一管路及第二管路的配置的第六例的示意图。
【具体实施方式】
[0039]以下，将基于【专利附图】
【附图说明】本实施例。
[0040]首先，使用图1说明本发明的思想适用的作业车辆的一例的液压挖掘机的结构。应当说明的是，本发明能应用于诸如轮式装载机、推土机等之类的设置有包含处理单元的发动机单元的作业车辆。
[0041]图1是概略地表示作为本发明的一实施例中的作业车辆的液压挖掘机I的结构的概略立体图。参照图1，液压挖掘机I主要包括底盘2、上部回旋体3和作业工具4。由底盘2和上部回旋体3构成作业车辆主体。
[0042]底盘2具有一对左右履带2a。底盘2构成为通过该对履带2a的旋转而能自行。上部回旋体3能够自由旋转地安装在底盘2上。
[0043]上部回旋体3在前方侧F (车辆前侧)的左侧L具有构成用于供驾驶员操作液压挖掘机I的空间的驾驶室5。上部回旋体3在后方侧B (车辆后侧)具有用于收纳发动机的发动机室6及配重7。在本实施例中，当处于驾驶员落座于驾驶室5内的状态下，将驾驶员的前方侧(正面侧)称为上部回旋体3的前方侧F，将与该前方侧F相反的一侧、即驾驶员的后方侧(背面侧)称为上部回旋体3的后方侧，将落座状态下的驾驶员的左侧称为上部回旋体3的左侧L，将驾驶员的右侧称为上部回旋体3的右侧R。以后，假设上部回旋体3的前/后方向和左/右方向与作业车辆的前/后方向和左/右方向一致。另外，图中箭头Z表示驾驶员的上下方向。
[0044]上部回旋体3具有回旋框架9。回旋框架9被包含在作业车辆主体中。回旋框架9配置于底盘2的上方，设为相对于底盘2能够自由地回转。作业工具4、驾驶室5及配重7搭载于回旋框架9，配置在回旋框架9的上表面上。液压挖掘机I具备用于使上部回旋体3相对于下部行进体2相对回旋的、未图示的回旋装置。回旋装置由被底盘2支承的回旋电动机、被回旋框架9支承的传动装置等构成。
[0045]进行砂土的挖掘等作业的作业工具4由上部回旋体3可枢转地支承为能在上下方向Z上操作。作业工具4具有能在上下方向Z上操作地安装于上部回旋体3的前方侧F的大致中央部的转臂4a、能在前后方向F、B上操作地连接至转臂4a的前端部的臂4b和能在前后方向F、B上操作地连接至臂4b的前端部的铲斗4c。转臂4a、臂4b及铲斗4c构成为分别由液压缸4d驱动。
[0046]作业工具4相对于驾驶室5而言设于右侧R。作业工具4相对于被配置于上部回旋体3的前方侧F的左侧L的驾驶室5而言设于作为驾驶室5的一侧的右侧R。需要说明的是，驾驶室5与作业工具4的配置不限于图1所示的例子，例如也可以在配置于上部回旋体3的前方右侧的驾驶室5的左侧设有作业工具4。
[0047]发动机室6以与配重7的前方侧F相邻的方式设于回旋框架9的上方。回旋框架9形成发动机室6的底板部分。发动机室6被发动机罩8从上侧覆盖。发动机罩8形成发动机室6的顶棚部分。配重7配置于发动机室6的后方侧B并形成发动机室6的后方侧B的壁。用于将从发动机排出的排气向液压挖掘机I的外侧排出的排气筒15从发动机罩8向上方关出。
[0048]配重7为了在挖掘作业等中保持液压挖掘机I的车身平衡而设于回旋框架9的后端部处。配重7设于回旋框架9上的发动机室6的后方侧B。配重7例如通过在组装钢板而形成的箱中放入废铁及混凝土来形成。配重7的后表面构成液压挖掘机I的后方侧B的表面，并具有圆滑地弯曲的形状。
[0049]接着，将参照图2说明本实施例的作业车辆中的从还原剂箱到排气处理单元的还原剂配管的路径。图2是表示图1所示的作业车辆(液压挖掘机)I中的回旋框架9上的从还原剂箱到排气处理单元的还原剂配管的路径的俯视图。参照图2，液压挖掘机I具备作为用于驱动底盘2及作业工具4的动力源的发动机10。发动机10搭载于回旋框架9上。发动机10搭载于回旋框架9上，特别地，位于设置在左右方向上的中央位置处的中央框架的后部。发动机10收容于发动机室6内。
[0050]液压挖掘机I在发动机室6内具备用于对从发动机10排出的排气进行处理和净化的排气处理单元。排气处理单元配置于发动机10的上方，主要具备排气处理装置12、14、中继连接管13、排气筒15、和还原剂的喷射喷嘴28。排气处理装置12通过后述的排气管
11(图3)与发动机10连接。排气处理装置14通过中继连接管13与排气处理装置12连接。从发动机10排出的排气依次通过排气处理装置12、14后从排气筒15向大气中排出。相对于从发动机10排出的排气的流动而言，排气处理装置12配置于发动机10的下游侧，排气处理装置14配置于排气处理装置12的下游侧。
[0051]排气处理装置12捕集从发动机10排出的排气中的颗粒状物质而使排气中的颗粒状物质的浓度降低。排气处理装置12例如是柴油颗粒过滤装置。排气处理装置14通过与还原剂的反应而将排气中所含有的氮氧化物还原，将氮氧化物化学变化为无害的氮气，从而使排气中的氮氧化物浓度降低。排气处理装置14例如是选择性催化还原式的NOx去除装置。中继连接管13设有用于向中继连接管13内喷射还原剂的喷射喷嘴28。中继连接管13用作用于向排气中喷射还原剂并将它们混合的混合配管。
[0052]液压挖掘机I还具备用于向排气处理单元供给还原剂的还原剂供给部。还原剂供给部具备还原剂箱20及还原剂泵22。还原剂箱20及还原剂泵22搭载于回旋框架9上，特别地位于右侧R的侧框架上。还原剂泵22配置于发动机室6的前方侧F。还原剂箱20配置于比还原剂泵22靠前方侧F的位置。还原剂箱20用于储存将在排气处理装置14中使用的还原剂。作为还原剂，例如优选使用尿素水溶液。然而，还原剂不限于此。
[0053]还原剂箱20和还原剂泵22通过送给配管21及返回配管23彼此连接。送给配管21是用于从还原剂箱20向还原剂泵22送出还原剂的配管。返回配管23是用于使还原剂从还原剂泵22向还原剂箱20返回的配管。还原剂泵22与喷射喷嘴28通过压送配管25彼此连接。压送配管25是用于从还原剂泵22向喷射喷嘴28移送还原剂的配管。
[0054]从还原剂箱20经由送给配管21而向还原剂泵22移送的还原剂在还原剂泵22处被分支到两个路径中。排气处理未使用的还原剂从还原剂泵22经由返回配管23而向还原剂箱20返回。排气处理所使用的还原剂从还原剂泵22经由压送配管25而到达喷射喷嘴28，并从喷射喷嘴28向中继连接管13内喷雾。
[0055]来自发动机10的排气经由中继连接管13流入排气处理装置14。中继连接管13沿着排气的流动设于排气处理装置14的上游侧。从还原剂箱20吸出的还原剂经由安装至中继连接管13的喷射喷嘴28而向在中继连接管13内流动的排气中喷射。还原剂向沿着排气的流动向排气处理装置14的上游侧喷射。向排气中喷射的还原剂的量基于通过排气处理装置14的排气的温度及排气中包含的氮氧化物的浓度来控制。
[0056]接着，参照图3说明本实施例的作业车辆中的热交换用的介质的路径和还原剂的路径。图3是示意性地表示本实施例的作业车辆中的还原剂的路径、热交换用的介质的路径及来自发动机的排气的排气路径的功能图。如图3所示，从发动机10排出的排气依次通过排气管11、排气处理装置12、中继连接管13、排气处理装置14而从排气筒15向车外排出。沿着排气的流动在排气处理装置14的上游侧，在中继连接管13处设有喷射装置28。
[0057]还原剂箱20具有用于储存还原剂90的容器主体33。在容器主体33的内部配置有供从还原剂箱20流出的还原剂90流过的吸出配管70。吸出配管70与送给配管21连接。从还原剂箱20吸出的还原剂90利用还原剂泵22被移送，依次经由送给配管21及压送配管25后到达喷射喷嘴28。排气处理未使用的还原剂90从还原剂泵22经由返回配管23后向还原剂箱20返回。
[0058]喷射喷嘴28用作还原剂喷射装置，该还原剂喷射装置将从还原剂箱20吸出的还原剂90向排气的相对于排气处理装置14的上游侧喷射。喷射喷嘴28将还原剂90供给至在中继连接管13内流动的排气。在排气处理装置14中，排气中所含有的氮氧化物与还原剂90发生反应，从而排气中的氮氧化物的浓度减少。在还原剂90为尿素水溶液的情况下，尿素水溶液在中继连接管13内分解而变为氨,并且通过氮氧化物与氨之间的反应,氮氧化物被分解为无害的氮及氧。氮氧化物的量降低至适当值的排气被从排气筒15排出。
[0059]在还原剂箱20的内部配置有热交换器40，与还原剂90之间进行热交换的介质(热交换介质)流过热交换器40。作为热交换介质，使用发动机10的冷却水。热交换器40具有将热交换介质向还原剂箱20内引导的第一管路50和使热交换介质从还原剂箱20流出的第二管路60。第一管路50与冷却水配管17连接。第二管路60与冷却水配管18连接。冷却水配管18设有散热器16和冷却水泵19。
[0060]利用冷却水泵19的驱动，发动机10的冷却水在发动机10、热交换器40、散热器16及冷却水泵19中循环而流动。在发动机10被加热了的冷却水在热交换器40与还原剂90进行热交换而被冷却。另一方面，还原剂90从冷却水接收热量而被加热。散热器16是通过进行冷却水与空气的热交换将冷却水冷却的热交换器。在散热器16中被冷却的冷却水流到发动机10的水套，从而发动机10被适当地冷却。
[0061]以下，详细地说明还原剂箱20的结构。图4是概略地表示本发明的一实施例中的还原剂箱20的结构的立体图。如图4所示，还原剂箱20具有中空的容器主体33。容器主体33具有大致矩形箱状的外形。容器主体33由顶面34、侧面35a、35c、图4未图示的侧面35b、35d、以及图4未图示的底面36构成。容器主体33在顶面34与底面36之间构成用于储存还原剂的空间。容器主体33由聚乙烯等耐腐蚀性优异的树脂材料一体地形成。[0062]在容器主体33的顶面34形成有用于补充还原剂的补充口 37和图4未图示的后述的开口 31 (图6)。开口 31由圆板状的顶盖30封闭。在开口 31的周围形成有多个用于紧固螺栓32的有底的螺孔。在顶盖30的外周部中形成有沿厚度方向贯通顶盖30的多个贯通孔。顶盖30利用作为连结构件的螺栓32能装卸地安装于容器主体33。在顶面34与顶盖30之间设有O型密封圈等的密封构件，由此，在将顶盖30固定于顶面34的状态下，开口 31被液密地密封。顶盖30例如由刚性优异的金属材料成形。
[0063]在顶盖30安装有贯通部51、61。贯通部51、61构成与还原剂之间进行热交换的热交换器的一部分。流入容器主体33中的介质流过贯通部51。流出容器主体33的介质流过贯通部61。
[0064]在顶盖30安装有供还原剂从容器主体33流出的流出口 71和供向容器主体33返回的还原剂流动的返回口 79。图2、3所示的送给配管21的端部与流出口 71连接。图2、3所示的返回配管23的端部与返回口 79连接。
[0065]安装片81通过螺栓能装卸地连接至顶盖30。安装片81用于支承对容器主体33内的还原剂的液位、还原剂的浓度及还原剂的温度进行测量的传感器的基部86。以从基部86突出的方式设有电线束87。在电线束87的前端设有连接器88。还原剂的液位、浓度、和温度的测量值经由电线束87及连接器88向未图示的控制器输出。
[0066]在顶盖30安装有排气口 91和通气装置92。在从补充口 37向容器主体33内补充还原剂时，存在于容器主体33内的空气仅由排气口 91向容器主体33外流出。通气装置92设为将容器主体33内的空气压自动地保持为恒定。在容器主体33内的空气由于环境温度的变化而膨胀或收缩时，经由通气装置92排出或吸入空气，由此，将容器主体33内的压力保持为恒定。
[0067]图5是表示图4所示的局部剖切的还原剂箱的局部剖切剖视图。参照图5，容器主体33具有与侧面35a对置的侧面35b、与图4所示的侧面35c对置的侧面35d、及与顶面34对置的底面36。侧面35a与侧面35b设为大致平行。侧面35c与侧面35d设为大致平行。顶面34与底面36设为大致平行。
[0068]图6是还原剂箱20的顶面34的从下方观察到的立体图。参照图6，在还原剂箱20的容器主体33的顶面34中形成有贯通顶面34的开口 31。开口 31形成为圆形。上述的顶盖30从上方覆盖开口 31而封闭开口 31。开口 31的直径小于封闭开口 31的顶盖30的直径。固定至顶盖30的贯通部51、61贯通容器主体33的顶面34而沿从容器主体33的顶面34朝向底面36的方向延伸。贯通部51、61沿与顶面34及底面36正交的方向延伸。贯通部51、61沿与圆板状的顶盖30正交的方向延伸。
[0069]图7是放大表示还原剂箱20内部的热交换器40的前端附近的立体图。图8是表示热交换器40、吸出配管70和传感器单元80的配置的立体图。适当参照图5?8，将说明还原剂箱20，特别是配置于容器主体33中的结构。
[0070]在还原剂箱20的容器主体33中配置有供用于与还原剂进行热交换的介质流过的热交换器40。关于热交换器40的结构的详细见后述。
[0071]在容器主体33的内部配置有用于吸出储存于容器主体33内的还原剂90的吸出配管70 (图6)。吸出配管70具有安装于顶盖30的流出口 71。吸出配管70还具有上部悬垂部72、倾斜部73和下部悬垂部74。上部悬垂部72从顶盖30延伸以与流出口 71在同一直线上的方式垂下。倾斜部73与上部悬垂部72的下端连接，并相对于上部悬垂部72倾斜而向远离顶盖30的一侧延伸。下部悬垂部74与倾斜部73的下端连接，并与上部悬垂部72平行地延伸。
[0072]上部悬垂部72及下部悬垂部74与容器主体33的侧面35a置35d平行地延伸，并与容器主体33的顶面34及底面36垂直地延伸。倾斜部73在相对于容器主体33的顶面34、侧面35a至35d及底面36倾斜的方向上延伸。
[0073]吸出配管70还具有延伸部75 (参照图12)和滤网(过滤器)76。延伸部75与下部悬垂部74的下端连接，并沿容器主体33的底面36朝向侧面35a延伸。过滤器76形成吸出配管70的前端部。储存于容器主体33内的还原剂经由过滤器76流入吸出配管70内。过滤器76被设置成滤出容器主体33内的杂质以防止杂质流入吸出配管70内。如图5所示，过滤器76配置于容器主体33的底面36附近，以使得即使容器主体33内的还原剂的量变少，也能从吸出配管70吸出还原剂。
[0074]在容器主体33的底面36上载置有支承板77。板状支承部78从支承板77朝向容器主体33的顶面34突出。在板状支承部78的前端附近，过滤器76使用螺栓固定于板状支承部78。过滤器76借助支承板77及板状支承部78被支承在容器主体33的底面36上。由此，吸出配管70的刚性提高。
[0075]在容器主体33的内部配置有传感器单元80。传感器单元80具有电线束82、液位传感器83、以及浓度/温度传感器85。电线束82及液位传感器83利用螺栓84安装于顶盖30的下表面。电线束82及液位传感器83以从顶盖30垂下的方式朝向容器主体33的底面36延伸。在电线束82及液位传感器83的下端安装有浓度/温度传感器85。
[0076]液位传感器83在其内部具有浮标。浮标位于还原剂的液面上。基于该浮标的高度位置信息检测容器主体33的内部的还原剂的液位。浓度/温度传感器85用于测量还原剂的浓度及温度。与计还原剂的液位、浓度及温度的测量值有关的信号经由电线束82传递至图4、5所示的基部86，再经由电线束87及连接器88向未图示的控制器输出。
[0077]传感器单元80借助夹紧部120被支承在热传递板110上。由此，传感器单元80的刚性提闻。热传递板110的详细见后述。
[0078]图9是表示由顶盖30支承的热交换器40的立体图。图10是图9所示的顶盖30及热交换器40的俯视图。图11是图9所示的顶盖30及热交换器40的侧视图。图12是图9所示的顶盖30及热交换器40的主视图。适当参照图9?12及图5?8，将说明与还原剂进行热交换的热交换器40的结构。
[0079]热交换器40具有悬垂部41、平行部44和前端弯曲部45。悬垂部41是热交换器40中的、从容器主体33的顶面33朝向底面36延伸的部分。平行部44与热交换器40中的连接至悬垂部41的下端并沿容器主体33的底面36水平地延伸的部分。前端弯曲部45连接至平行部44的前端。前端弯曲部45相对于平行部44弯曲，沿容器主体33的侧面35a向上方延伸。前端弯曲部45形成热交换器40的前端部分。
[0080]悬垂部41、平行部44及前端弯曲部45是通过对大致U字形状的管材进行弯曲加工而一体地形成的。或者，也可以分别将构成悬垂部41、平行部44及前端弯曲部45的相应通过例如焊接连接在一起而形成热交换器40。
[0081]从另一观点看热交换器40时，热交换器40具有将热交换介质向容器主体33内引导的第一管路50 (图9)、使热交换介质从容器主体33流出的第二管路60、和折返部59。第一管路50和第二管路60通过折返部59彼此连通。
[0082]第一管路50具有贯通部51、倾斜部52、下部悬垂部53、延伸部54和立起部55。贯通部51贯通容器主体33的顶面34而向容器主体33的内部的空间内延伸。倾斜部52与贯通部51的下端连接。倾斜部52笨哦设为相对于贯通部51倾斜而向底面36侧延伸的第一倾斜部。下部悬垂部53与倾斜部52的下端连接，并与贯通部51平行地延伸。
[0083]贯通部51及下部悬垂部53与容器主体33的侧面35a至35d平行地延伸，并与容器主体33的顶面34及底面36垂直地延伸。倾斜部52沿相对于容器主体33的顶面34、侧面35a至35d及底面36倾斜的方向延伸。
[0084]延伸部54连接至下部悬垂部53的下端，并沿容器主体33的底面36朝向容器主体33的侧面35a延伸。立起部55连接至延伸部54的前端，并沿容器主体33的侧面35a朝向容器主体33的顶面34延伸。
[0085]从容器主体33的顶面34朝向底面36延伸的悬垂部41被构造成包括第一管路50的贯通部51、倾斜部52及下部悬垂部53。在第一管路50中包括的悬垂部41形成有两处弯曲部，并且这些弯曲部形成倾斜部52。平行部44被构造成包括第一管路50的延伸部54。前端弯曲部45被构造成包括第一管路50的立起部55。
[0086]第二管路60具有贯通部61、倾斜部62、下部悬垂部63、延伸部64和立起部65。贯通部61贯通容器主体33的顶面34而向容器主体33的内部的空间内延伸。倾斜部62与贯通部61的下端连接。倾斜部62被设为相对于贯通部61倾斜而向底面36侧延伸的第二倾斜部。下部悬垂部63与倾斜部62的下端连接，并与贯通部61平行地延伸。
[0087]贯通部61及下部悬垂部63与容器主体33的侧面35a至35d平行地延伸，并与容器主体33的顶面34及底面36垂直地延伸。倾斜部62沿相对于容器主体33的顶面34、侧面35a至35d及底面36倾斜的方向延伸。
[0088]延伸部64连接至下部悬垂部63的下端，并沿着容器主体33的底面36朝向容器主体33的侧面35a延伸。立起部65连接至延伸部64的前端，并沿着容器主体33的侧面35a朝向容器主体33的顶面34延伸。
[0089]从顶面34朝向容器主体33的底面36延伸的悬垂部41包括第二管路60的贯通部61、倾斜部62及下部悬垂部63。在第二管路60中包括的悬垂部41形成有两处弯曲部，并且这些弯曲部形成倾斜部62。平行部44被构造成包括第二管路60的延伸部64。前端弯曲部45被构造成包括第二管路60的立起部65。
[0090]贯通部51、61及下部悬垂部53、63分别彼此平行地配置。延伸部54、64彼此平行地配置。延伸部54、64在与下部悬垂部53、63正交的方向上延伸。
[0091]前端弯曲部45由第一管路50的立起部55、第二管路60的立起部65、及将第一管路50与第二管路60连通的折返部59形成。由前端弯曲部45的在最接近容器主体33的顶面34的点处与热交换器40的延伸方向正交且包含该最接近的点的截面形成折返部59。包括前端弯曲部45中的最接近容器主体33的顶面34的点且与容器主体33的侧面35c、35d平行的热交换器40的截面形成折返部59。前端弯曲部45形成为倒U形形状。
[0092]在悬垂部41中，第一管路50与第二管路60之间的距离被设置为大致恒定。在平行部44中，第一管路50与第二管路60之间的距离被设置为大致恒定。在前端弯曲部45中，第一管路50与第二管路60之间的距离随着接近折返部59而变小。
[0093]如图8所示，第一管路50所包含的倾斜部52和第二管路60所包含的倾斜部62分别以随着远离贯通部51、61而接近传感器单元80的方式相对于贯通部51、61倾斜。传感器单元80位于第一管路50的下部悬垂部53与第二管路60的下部悬垂部63之间的位置。为了关于传感器单元80及传感器单元80周边的还原剂进行更高效率的热传递，将热交换器40配置为接近于传感器单元80。
[0094]还原剂的流过的吸出配管70的倾斜部73(图6)以随着远离上部悬垂部72而接近第一管路50的方式相对于上部悬垂部72倾斜。吸出配管70的下部悬垂部74与第一管路50的下部悬垂部53平行地配置，并沿着第一管路50的下部悬垂部53延伸。第一管路50的下部悬垂部53与吸出配管70的下部悬垂部74之间的距离被最小化。例如也可以使下部悬垂部53、74之间的距离小于或等于第一管路50的配管的外径。为了关于吸出配管70及吸出配管70周边的还原剂进行更高效率的热传递，将热交换器40配置为接近于吸出配管70。
[0095]设置在吸出配管70前端处的过滤器76被设置成在侧部在两个方向上由热交换器40的悬垂部41和前端弯曲部45覆盖并在底侧由平行部44覆盖。通过在过滤器76的周边配置热交换器40，优先向过滤器76附近的还原剂进行热传递，以便在还原剂冻结的情况下，能优先将过滤器76附近的还原剂解冻。
[0096]第一管路50的贯通部51的长度小于第二管路60的贯通部61的长度。第一管路50的倾斜部52与第二管路60的倾斜部62彼此大致平行地配置。第一管路50的倾斜部52配置为比第二管路60的倾斜部62靠近容器主体33的顶面34。第二管路60的倾斜部62在贯通部51、61的延伸方向上配置在与第一管路50的倾斜部52不同的位置处。
[0097]热交换器40的悬垂部41安装于封闭开口 31的顶盖30，并从顶盖30垂下。在顶盖30的厚度方向上观察的情况下，悬垂部41配置于形成开口 31的圆的内侧。倾斜部52、62在对应于开口 31沿贯通部51、61的延伸方向的投影的区域内相对于贯通部51、61倾斜。由此，通过将顶盖30从容器主体33的顶面34拆下、并在与顶面34正交的方向(图10所示的纸面垂直方向)上举起顶盖30，能经由开口 31将悬垂部41从容器主体33上去掉。
[0098]如图12所示，第一管路50的倾斜部52的远离贯通部51的一侧的端部52a配置为比第二管路60的倾斜部62的在接近贯通部61的一侧的端部62b靠近容器主体33的顶面34。在贯通部51、61的延伸方向上，第一管路50的倾斜部52与第二管路60的倾斜部62被设置成彼此隔开一距离。
[0099]如图9所示，热传递板110被设置成跨接第一管路50与第二管路60 二者。热传递板110具有平板形状的第一平板部111和平板形状的第二平板部112。热传递板110具有将第一平板部111与第二平板部112连接的弯曲部113。热传递板110是通过对一个平板进行弯曲加工而形成。
[0100]热传递板110在贯通部51、61的延伸方向上设置在第一管路50的倾斜部52与第二管路60的倾斜部62之间。第一平板部111在比倾斜部52远离容器主体33的顶面34的一侧通过例如焊接固定在下部悬垂部53处。第二平板部112在比倾斜部62接近容器主体33的顶面34的一侧通过例如焊接固定在贯通部61处。热传递板110固定在第一管路50及第二管路60 二者处。[0101]在第一平板部111的下端部处安装有夹紧部120 (图8)。夹紧部120包围传感器单元80中的电线束82及液位传感器83的周围并支承传感器单元80。利用热交换器40、热传递板110及传感器单元80形成立体的支承结构，由此，热交换器40及传感器单元80的刚性提闻。
[0102]接着，将说明本实施例的作用效果。
[0103]根据本实施例的还原剂箱20，如图6所示，热交换器40具有贯通容器主体33的顶面34而在容器主体33的内部空间延伸的贯通部51、61。如图9及图12所示，热交换器40具有相对于贯通部51、61倾斜而向底面36侧延伸的倾斜部52、和在贯通部51、61的延伸方向上在与倾斜部52不同的位置处相对于贯通部51、61倾斜而向底面36侧延伸的倾斜部62。
[0104]在还原剂的温度变低的情况下，在发动机10被加热的冷却水在热交换器40中循环。在热交换器40中流动的冷却水比储存于容器主体33内的还原剂的温度高。因此，能进行从热交换器40向还原剂的散热。通过设置倾斜部52、62，热交换器40的路径长度变长，并且热交换器40的表面积增大。从热交换器40至还原剂的热传递面积增加，使得能够提闻至还原剂的热传递效率。
[0105]倾斜部52、62配置于贯通部51、61的延伸方向上的不同的位置处，从而倾斜部52进行散热的位置和倾斜部62进行散热的位置在还原剂箱20的容器主体33的高度方向上不同。因此，能降低还原剂箱20的高度方向上的向还原剂进行热传递中的不均匀性，在还原剂箱20的高度方向上能均匀地向还原剂进行热传递。
[0106]另外，热交换器40具有第一管路50和第二管路60。如图3所不,第一管路50是将发动机10的冷却水向容器主体33内引导的路径。第二管路60是使发动机10的冷却水从容器主体33流出的路径。如图9所示，倾斜部52被包含于第一管路50中，倾斜部62被包含于第二管路60中。这样，在俯视观察容器主体33的情况下，也能使倾斜部52、62进行散热的位置不同。由此，能更有效地降低向还原剂进行热传递中的不均匀性。
[0107]另外，如图9所示，倾斜部52配置于比倾斜部62靠近容器主体33的顶面34。刚流入容器主体33中之后的冷却水流动至倾斜部52，并且流过从第一管路50到下部悬垂部63的路径之后的冷却水流动至倾斜部62，因此，流过倾斜部52的冷却水的温度比流过倾斜部62的冷却水的温度高。从具有较高的温度的冷却水流过的倾斜部52向还原剂进行散热，从而能有效地对开口 31附近的还原剂进行加热。
[0108]另外，如图12所示，倾斜部52的在远离贯通部51的一侧的端部52a配置于比倾斜部62的在接近贯通部61的一侧的端部62b靠近容器主体33的顶面34。这样，能将倾斜部52、62配置为在还原剂箱20的高度方向上不重叠，能使倾斜部52进行散热的位置和倾斜部62进行散热的位置设置成彼此远离。因此，能更有效地降低向还原剂进行热传递中的不均匀性。
[0109]另外，如图8、11所示，还原剂箱20还具备用于吸出储存于容器主体33内的还原剂的吸出配管70。吸出配管70具有沿第一管路50延伸的部分。这样，能有效地加热在吸出配管70内流动的还原剂，因此，能更可靠地抑制吸出配管70内的还原剂的冻结。通过将倾斜部52配置于比倾斜部62靠近容器主体33的顶面34，能使吸出配管70沿第一管路50延伸一长的距离，因此，能实现对吸出配管70的解冻及防止吸出配管70的冻结有利的还原剂箱20。
[0110]第一管路50中所包含的倾斜部52相对于贯通部51的倾斜方向是随着远离贯通部51而接近吸出配管70的方向。倾斜部52以随着远离贯通部51而接近吸出配管70的方式相对于贯通部51倾斜。这样，通过使第一管路50倾斜，能将第一管路50的下部悬垂部53设置成沿着吸出配管70的下部悬垂部74延伸。通过将第一管路50配置于吸出配管70的附近，能向吸出配管70及吸出配管70周边的还原剂有效地进行热传递。
[0111]另外，如图8所示，还原剂箱20还具备从容器主体33的顶面34朝向底面36延伸的传感器单元80。倾斜部52、62随着远离贯通部51、61而接近传感器单元80。
[0112]热交换器40和传感器单元80均安装于顶盖30，并设置在顶盖30上隔开的位置处。若在容器主体33的内部使热交换器40弯曲，并将倾斜部52、62配置为接近传感器单元80，则将比倾斜部52、62靠下方的下部悬垂部53、63配置为沿传感器单元80延伸。由此，能有效地向传感器单元80及传感器单元80周边的还原剂传递热量，从而能避免由还原剂的冻结引起的传感器单元80的检测精度变差的不良情况。因此，能提高传感器单元80的对还原剂的状态的检测精度。
[0113]参照图2、3，作为本实施例的作业车辆的液压挖掘机I具备发动机10、通过还原反应对来自发动机10的排气进行处理的排气处理装置14、上述的还原剂箱20、将从还原剂箱20吸出的还原剂喷射至被引导至排气处理装置14的排气的喷射喷嘴28。由此，能提供具备能提高至还原剂的热传递效率、并且能向还原剂均匀地进行热传递的还原剂箱20的液压挖掘机I。
[0114]图13?18是表示第一管路50及第二管路60的配置的例子的示意图。如图13?18所示，第一管路50的倾斜部52具有位于远离贯通部51的一侧的端部52a和位于接近贯通部51的一侧的端部52b。第二管路60的倾斜部62具有位于远离贯通部61的一侧的端部62a和位于接近贯通部61的一侧的端部62b。贯通部51、61配置为从容器主体33的开口 31向下方延伸。
[0115]在上述的实施例的说明中，如图13所示，说明了倾斜部52的位于远离贯通部51的一侧的端部52a配置为比倾斜部62的位于接近贯通部61的一侧的端部62b靠近容器主体33的顶面34的例子。本实施例的倾斜部52、62不限于这样的配置。也就是说，只要倾斜部52、62在贯通部51、61的延伸方向上配置在彼此不同的位置处即可。
[0116]在倾斜部52、62设置在彼此不同的位置处的情况下，也包含图14?17所示的方案。详细而言，倾斜部52、62设置在彼此不同的位置处的情况也包含图14所示的、端部52a、62a距离开口 31为相同的距离但端部52b、62b各自与开口 31隔开的距离不同、并且端部62b比端部52b远离开口 31的情况。还包含图15所示的、端部52b、62b距离开口 31为相同的距离但端部52a、62a各自与开口 31隔开的距离不同、并且端部62a比端部52a远离开口 31的情况。还包含图16所示的、端部62b比端部52b远离开口 31、端部52a比端部62b远离开口 31、并且端部62a比端部52a远离开口 31的情况。还包括图17所示的、端部62b比端部52b远离开口 31、并且端部52a比端部62a远离开口 31的情况。
[0117]如图13所示，倾斜部52、62可以设置在倾斜部52，62在贯通部51、61的延伸方向上不重叠的位置处。另外，如图14?16所示，倾斜部52、62可以设置在沿贯通部51、61的延伸方向彼此部分地重叠的位置处。此外，如图17所示，倾斜部52、62也可以配置为使得倾斜部52、62中的一个的全部与另一个重叠。
[0118]倾斜部52比倾斜部62靠近容器主体33的顶面34的配置是包括图13所示的倾斜部52的全部配置为比倾斜部62靠近顶面34的情况和图14?16所示的倾斜部52的一部分配置为比倾斜部62靠近顶面34的情况这二者的概念，并且应理解为容许倾斜部52的一部分与倾斜部62重叠。
[0119]倾斜部52、62相对于贯通部51、61的倾斜角度如图13、16所示可以彼此相等。或者，如图14、15、17所示，倾斜部52相对于贯通部51的倾斜角度也可以与倾斜部62相对于贯通部61的倾斜角度不同。
[0120]另外，在上述的说明中，说明了在第一管路50与第二管路60 二者都设有倾斜部的例子，但不限于这样的结构。如图18所示，可以使第一管路50在四处以上的位置弯曲而设置多个倾斜部，并且另一方面，第二管路60具有不设置倾斜部的直管形状。代替图18所示的结构，第一管路50可以具有直管形状，而第二管路60可以具有多个倾斜部。也就是说，只要第一管路50和第二管路60中的任一个具有位于在贯通部的延伸方向上的不同位置处两个倾斜部即可。
[0121]以上的说明包括以下记载的特征。
[0122](特征I)
[0123]—种还原剂箱,包括:
[0124]容器主体，该容器主体具有顶面及底面，并在所述顶面与所述底面之间构成用于储存还原剂的空间；和
[0125]热交换器，该热交换器与所述还原剂进行热交换，
[0126]所述热交换器包括将热交换介质向所述容器主体引导的第一管路和使热交换介质从所述容器主体流出的第二管路，
[0127]所述第一管路和所述第二管路中的至少一个具有贯通所述顶面而向所述空间内延伸的贯通部和相对于所述贯通部倾斜而向所述底面一侧延伸的倾斜部，
[0128]所述还原剂箱还包括被设置成跨接所述第一管路和所述第二管路二者的热传递板。
[0129]这样，热传递板通过接收来自第一管路及第二管路的热传递而被加热。除了从热交换器向还原剂的散热之外，还进行从热传递板向还原剂的散热。通过设置倾斜部，从而第一管路与第二管路之间的距离增大，并且通过在第一管路与第二管路之间的距离增大的位置配置热传递板，能设置表面积更大的热传递板。由于能增大从热传递板至还原剂的热传递面积，因此，能提高至还原剂的热传递效率。
[0130](特征2)
[0131]根据特征I所述的还原剂箱，其中，
[0132]所述第一管路具有贯通所述顶面而延伸的第一贯通部和相对于所述第一贯通部倾斜而向所述底面一侧延伸的第一倾斜部，
[0133]所述第二管路具有贯通所述顶面而延伸的第二贯通部，和在所述第二贯通部的延伸方向上、在与所述第一倾斜部不同的位置处相对于所述第二贯通部倾斜而向所述底面一侧延伸的第二倾斜部，
[0134]所述热传递板在所述第一贯通部和所述第二贯通部的延伸方向上设置在所述第一倾斜部与所述第二倾斜部之间。
[0135]这样，在第一倾斜部与第二倾斜部之间的间距大于第一管路与第二管路的间距的位置处设置热传递板。因此，能进一步增大热传递板的表面积。由于能增大从热传递板至还原剂的热传递面积，因此，能进一步提高至还原剂的热传递效率。
[0136](特征3)
[0137]根据特征I或2所述的还原剂箱，其中，
[0138]所述热传递板固定于所述第一管路及所述第二管路二者上。
[0139]通过将热传递板利用例如焊接固定于第一管路与第二管路二者上，能形成立体的支承结构，从而能提高热交换器的刚性。在作业车辆的操作环境中，由于传递到还原剂箱的振动较大，因此，包括刚性较高的热交换器的还原剂箱能特别有利地应用在将还原剂箱搭载于作业车辆的情况中。
[0140](特征4)
[0141]根据特征I?3中任一项所述的还原剂箱，其中，
[0142]所述热传递板具有与第一管路接合的第一平板部、与第二管路接合的第二平板部、和将第一平板部与第二平板部连接的弯曲部。
[0143]这样，能增大热传递板的表面积，并且能增大从热传递板至还原剂的热传递面积，因此，能进一步提高至还原剂的热传递效率。而且，通过将热传递板形成为具有弯曲板的形状，热传递板的刚性提闻，因此，能实现热交换器的刚性的进一步提闻。
[0144]应理解为本次公开的实施例的所有内容均是例示而非限制性的内容。本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求限定，并且意图包含与权利要求等同意义及范围内的所有变更。
[0145]符号说明
[0146]I液压挖掘机、4作业工具、6发动机室、10发动机、11排气管、12，14排气处理装置、13中继连接管、15排气筒、20还原剂箱、21送给配管、22还原剂泵、23返回配管、25压送配管、28喷射喷嘴、30顶盖、31开口、32螺栓、33容器主体、34顶面、35a?35d侧面、36底面、40热交换器、41悬垂部、44平行部、45前端弯曲部、50第一管路、51，61贯通部、52，62，73倾斜部、52a，52b，62a，62b端部、53，63，74下部悬垂部、54，64，75延伸部、55，65立起部、59折返部、60第二管路、70吸出配管、71流出口、72上部悬垂部、76过滤器、79返回口、80传感器单元、82，87电线束、83液位传感器、85浓度/温度传感器、90还原剂、110热传递板、
111第一平板部、112第二平板部、113弯曲部、120夹紧部。
【权利要求】
1.一种还原剂箱，包括: 容器主体，该容器主体具有顶面及底面，并在所述顶面与所述底面之间构成用于储存还原剂的空间；和 热交换器，该热交换器与所述还原剂进行热交换， 所述热交换器包括贯通所述顶面而向所述空间内延伸的贯通部、相对于所述贯通部倾斜而向所述底面一侧延伸的第一倾斜部、和第二倾斜部，第二倾斜部在所述贯通部的延伸方向上、在与所述第一倾斜部不同的位置处相对于所述贯通部倾斜而向所述底面一侧延伸。
2.根据权利要求1所述的还原剂箱，其中， 热交换器具有将热交换介质向所述容器主体内引导的第一管路和使热交换介质从所述容器主体流出的第二管路， 所述第一管路包括所述第一倾斜部，并且 所述第二管路包括所述第二倾斜部。
3.根据权利要求2所述的还原剂箱，其中， 所述第一倾斜部被配置成比所述第二倾斜部更靠近所述顶面，并且 所述还原剂箱还包括用于吸出储存于所述容器主体中的所述还原剂的吸出配管，并且 所述吸出配管包括沿所述第一管路延伸的部分。
4.根据权利要求2或3所述的还原剂箱，其中， 所述第一倾斜部的位于远离所述贯通部的一侧的端部被配置成比所述第二倾斜部的位于接近所述贯通部的一侧的端部更靠近所述顶面。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的还原剂箱，其中， 该还原剂箱还包括从所述顶面朝向所述底面延伸的传感器单元，其中所述第一倾斜部和所述第二倾斜部中的至少一个随着远离所述贯通部而接近所述传感器单元。
6.一种作业车辆，其具备: 发动机； 通过还原反应对来自所述发动机的排气进行处理的排气处理装置； 权利要求1?5中任一项所述的还原剂箱；和 还原剂喷射装置，该还原剂喷射装置将从所述还原剂箱吸出的所述还原剂喷射至被引导至所述排气处理装置的所述排气。
【文档编号】F01N3/24GK104040132SQ201480000221
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2014年1月8日
【发明者】小河哲, 草场泰介, 久世康乔 申请人:株式会社小松制作所
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